某机房建设工程解决方案实例
随着计算机的发展和网络的广泛应用，越来越多的单位都建立了自己的局域网，而这其中很重要的一个环节就是网络中心机房的建设。网络中心机房设计与施工的优劣直接关系到机房内计算机系统是否能稳定可靠地运行以保证各类信息通讯畅通无阻。它不仅集建筑、电气、安装、网络等多个专业技术于一体，更需要丰富的工程实施和管理经验。
机房建设工程主要包括综合布线系统和中心机房建设。从功能上看，综合布线系统包括工作区子系统、水平子系统、管理子系统、垂直干线子系统、设备间子系统、建筑群子系统；机房建设分为：机房装修、机房电气系统、机房暖通、机房消防。机房装修又分为：机房地、机房墙面、机房吊顶、机房门窗、照明系统、应急照明。机房电气系统又分为：机房配电柜、UPS不间断电源、机房接地、机房防雷、机房精密空调、机房新风机。
网络建设
通过对现有办公网络进行升级改造，整合现有各类网络资源。构建新的综合办公网络平台，为领导和工作人员提供高速稳定信息传输渠道，提高工作效率。
经过合理规划，在总体网络设计时采用层次化和模块化设计。从网络的逻辑结构来看，采用两层结构构建：核心层、接入层。采用二层扁平化的结构，网络结构更清晰、扩展性好、便于管理维护、节省投资成本。
通过应用网管平台、路由设备、千交换设备，来构建网络系统，网络拓扑图如下：
如上图中所示，网络核心层设备是由1台Cisco公司Catalyst 4500核心交换机构建。核心交换机Catalyst 4500基于千兆平台设计，网络可以平滑升级至千兆，到时只需更换相应的接口板即可，扩展性好
网络接入层设备采用Cisco公司WS-C3560G-48TS-S系列安全智能三层交换机。网络接入层交换机主要是为了满足接入层高密度的端口需求，对于接入层端口需求量少的用C3560G交换机提供接入。在任何一个楼宇配线间如果接入层交换机数量多于一台，则通过堆叠的方式使接入层交换机互连。然后堆叠后的交换机透过千兆多模光接口和核心层交换机Catalyst 4500相连，下行通过百兆端口实现用户接入。
综合布线系统
本次综合布线的双绞线是采用泛达6类非屏蔽十字骨架网线，6类电缆的传输频率为1MHz～250MHz，六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比（PS-ACR）应该有较大的余量，它提供2倍于超五类的带宽。六类布线的传输性能远远高于超五类标准，最适用于传输速率1000Mbps的应用。六类与超五类的一个重要的不同点在于：改善了在串扰以及回波损耗方面的性能，对于新一代全双工的高速网络应用而言，优良的回波损耗性能是极重要的。六类标准中取消了基本链路模型，布线标准采用星形的拓扑结构，要求的布线距离为：永久链路的长度不能超过90m，信道长度不能超过100m。
综合布线系统组成
从功能上看，综合布线系统包括工作区子系统、水平子系统、管理子系统、垂直干线子系统、设备间子系统、建筑群子系统。
●工作区子系统
工作区指从由水平系统而来的用户信息插座延伸至数据终端设备的连接线缆和适配器组成。
●水平子系统
水平子系统指从楼层配线间至工作区用户信息插座。由用户信息插座、水平电缆、配线设备等组成。综合布线中水平子系统是计算机网络信息传输的重要组成部分。采用星型拓扑结构，每个信息点均需连接到管理子系统。由UTP线缆构成。最大水平距离：90m（295ft）。指从管理间子系统中的配线架的端口至工作区的信息插座的电缆长度。工作区的patch cord、连接设备的patch cord、cross-connection线的总长度不能超过10M。水平布线系统施工是综合布线系统中最大量的工作，在建筑物施工完成后，不易变更。因此要施工严格，保证链路性能。
●管理子系统
管理子系统设置在楼层配线房间、是水平系统电缆端接的场所，也是主干系统电缆端接的场所；由大楼主配线架、楼层分配线架、跳线、转换插座等组成。用户可以在管理子系统中更改、增加、交接、扩展线缆。用于改变线缆路由。建议采用合适的线缆路由和调整件组成管理子系统。
管理子系统提供了与其他子系统连接的手段，使整个布线系统与其连接的设备和器件构成一个有机的整体。调整管理子系统的交接则可安排或重新安排线路路由、因而传输线路能够延伸到建筑物内部各个工作区。是综合布线系统灵活性的集中体现。
管理子系统三种应用：水平/干线连接；主干线系统互相连接；入楼设备的连接。线路的色标标记管理可在管理子系统中实现。
设备间子系统空间要按ANSI/TIA/EIA-569要求设计。设备间子系统空间用于安装电信设备、连接硬件、接头套管等。为接地和连接设施、保护装置提供控制环境；是系统进行管理、控制、维护的场所。设备间子系统所在的空间还有对门窗、天花板、电源、照明、接地、防雷的要求。
设备间子系统是整个布线系统的中心单元。端接各个楼层的垂直干线及本楼层水平系统的端接。在本项目中设备间子系统采用上走线形式。
上走线优势：
1、采用上走线便于检修维护和线路调整
2、便于散热，开放式的上走线方式利于线缆散热
3、由于地板下没有大量的走线槽等遮挡物，有利于空调冷风流动，从而可以使机房内温湿度分布更均匀，降低空调负荷
4、防火安全
5、上走线以免强电与弱点交叉减少干扰。
由于在主设备间、管理间要放置相关网络与通信设备，因此综合布线接地要与设备间、配线间放置的应用设备接地系统一并考虑，符合应用设备要求的接地系统也一定满足综合布线接地的要求。综合布线系统要求各分配线间设专用接地线，以确保系统从始端至终端以及桥架均可靠接地，各层接地在弱电井中与接地引上铜排相连接，接地电阻不大于1欧姆。
◆建筑群子系统
当学校、部队、政府机关、大院的建筑物之间有语音、数据、图象等相联的需要时，由二个及以上建筑物的数据、电话、视频系统电缆组成建筑群子系统。包括大楼设备间子系统配线设备、室外线缆等。可能的路由：架空电缆、直埋电缆、地下管道穿电缆。
建筑群子系统介质选择原则：楼和楼之间在二公里以内、传输介质为室外光纤、可采用埋入地下或架空(4M以上)方式、需要避开动力线、注意光纤弯曲半径建筑群子系统施工要点：包括路由起点、终点；线缆长度、入口位置、媒介类型、所需劳动费用以及材料成本计算。建筑群子系统所在的空间还有对门窗、天花板、电源、照明、接地的要求。
中心机房的建设主要包括以下几个方面：机房装修、机房电气系统、机房暖通、机房消防。
一、机房装修
●机房地面
机房区域铺设全钢防静电活动地板。单块面积规格为600*600*35毫米，防火级别达到A级。同时配置与防静电地板全钢式风口地板，数量根据机房实际使用情况并考虑部分冗余确定。
地板铺设高度不小于0.3米，满足下送风的要求，恒温恒湿区域（机柜区+配电区）地板下地面作保温处理，刷工程漆进行防尘处理。
●机房墙面
机房墙面采用金属彩钢板墙面，墙面平整。所采用的材料板材强度高，防火及抗电磁干扰能力强，耐污染，易清洗，色调柔和无眩光。
●机房吊顶
600mmx600mm、600mmxl200mm；材质一般分为铝合金板和钢板两种。主龙骨采用方板配套龙骨或U38轻钢龙骨，龙骨间距为1.20m左右。主龙骨与次龙骨之间通过龙骨连接件连接，次龙骨要求采用方板配套龙骨，龙骨间距与方板同宽。。金属吊顶板内层按功能需要决定是否黏贴吸音纤维材料。我做机房用的是600mmx600mmx0.7的方板吊顶。
●机房隔断
监控区与机柜设备区可采用钢化玻璃隔断，应满足一定的防电磁辐射要求和防火，隔音要求。
●机房门窗
机房门大小不宜小于2.2米*1.2米，采用甲级钢制防火门（注：用于运送设备的出入口门应考虑运送沉重设备的方便性）
机房内有玻璃外窗，为了避免高强度紫外线和直射太阳光照射，将采取密封处理，使用轻钢龙骨支撑，防水石膏板封面，内衬保温棉。
●照明系统
一般照明：有吊顶区域采用嵌入式格栅荧光灯，无吊顶区域采用明装格栅荧光灯。机房区设计照度不低于500Lx，其他区照度不低于300Lx。机房内无眩光，眩光限制等级为Ⅰ级。
机房采用嵌入式格栅荧光灯，采用优质电感镇流器，防止高次谐波污染机房供电系统，配置高效节能三基色灯管。灯具采用分区分散控制的原则和照明配电箱柜、墙壁跷板开关两级控制。
●应急照明
本项目包括应急照明灯和消防疏散指示灯。应急照明灯和疏散指示灯的电源由UPS提供。机房内应急照明的照度应不低于30Lx，应急照明灯要求均匀布置无死角。走廊及通道设置应急疏散指示灯，同时在楼道的出口处设置应急出口标志灯。机房疏散指示灯、应急出口标志灯照度应大于5Lx。
二、机房电气系统
●电气系统配电
机房市电供配电系统：机房市电用电从办公大楼的总配电室两路配电开关引入，两路在线自动互投。机房市电用电供电范围是：UPS、空调、照明、墙面插座等，负荷根据设备实际用电最大负荷综合考虑，合理计算和设计，并留有部分余量。
机房UPS系统：配置40KVA UPS，模块化冗余设计，UPS故障或短路跳闸时，负载可切换到静态旁路运行。电池后备供电时间为1小时。电池有效寿命不低于3年。
机房内UPS输出配电柜到机柜PDU插座间采用工业连接器连接。UPS配电系统的供电范围是：计算机设备（主机和附属设备）、存储设备、网络设备、监控系统设备、应急照明等。
机房UPS和市电进线电源应为三相五线制，配电系统采用交流50HZ，380V/220V，接地系统采用TN-S方式，零线和地线分开设置。
在项目中UPS采用的是艾默生品牌的产品，电池采用松下品牌的产品。
iTrust UL33系列UPS
●机房配电柜
要求采用机房专用配电柜来规范机房供配电系统，保证机房供配电系统的安全、合理。应根据实际用电情况合理设计配电系统并配置相应输入输出配电柜。
计算机机房设备供配电系统用配电柜应由自动空气开关、熔断器、接触器、电流电压表、指示灯等机电元器件组成，并设有智能仪表显示，需设置有效的防雷设施装置。设计配电柜时，要满足计算机设备对供配电的要求。
●机房防雷
◆电源防护
机房采用三级防雷这是系统防雷中最容易被忽视的地方，现代的电子设备都使用很多的集成电路和精密的元件，这些器件的击穿电压往往只是几十伏，最大允许工作电源也只是mA 级的，若不做第三级的防雷，由经过一、二级防雷而进入机房设备的雷击残压仍将有千伏之上，这将对机房的后接设备造成很大冲击，并导致设备的损坏。作为第三级的防雷器，要求有10KA 以上的通流容量。
具体措施：选用单相电源避雷器
第三级为精细保护，雷电通量20KA，限制电压小于≤1.3KV，响应时间：25ns。
安装位置：在机房的UPS 电源进线端并联安装。
◆信号部分防护
在雷击发生时，产生巨大瞬变电磁场，在1KM范围内的金属环路，如网络、信号及通讯金属连线等都会感应到雷击，将会影响网络、信号及通讯系统的正常运行甚至彻底破坏系统。对于网络、信号及通讯方面的防雷工作是较易被忽视的，往往是当系统受到巨大破坏、资料损失惨重时才想到应该做预先的防范。本方案中网络设备防护方面，依据GB 50174-93《电子计算机机房设计规范》、YD/T5098《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》中信号系统雷电及过电压防护要求，考虑到机房设备的重要性，针对中心机房网络交换机及服务器网卡以及其他网络设备的网卡等做重点防护。
具体实施：
1)在交换机的信号输出端口串联安装多端口电涌保护器型避雷器，作为对后续设备的防雷保护。
2）在服务器的信号线路输入端串联安装网络电涌保护器避雷器，作为对服务器及后接设备的防雷保护。
◆机房等电位防护
IEC61312 中指出：“等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差。在一个防雷区内部的金属部件和系统都应在防雷区交界处，采用等电位连接线做等电位连接”；国家标准GB50057-94 局部修订条文中指出：“穿过各防雷区界面的金属物和系统，以及在一个防雷区内部的金属物和系统均应在界面处做等电位连接”。
具体实施：在机房的防静电地板下铺设汇流排组成机房的等电位连接系统，以避免机房设备间的电位差而造成机房设备和人员的损伤。
●机房接地
接地是防雷的重要组成部分，是防雷装置的基础，是使雷电流更好的泻入大地，根据实际情况，需重新做一个综合接地体。为保证计算机系统的接地阻值，还应尽量减小上引线的电阻值。此次设计上引线选用载面积为16 平的铜芯地线电缆。接地体的具体位置和上引线的具体路由，在施工时以尽可能的情况下，减少上引线的长度。通过增大导线载面和减小导线长度的措施，来尽量减小接地引线的电阻值。
具体实施：本设计方案中建议采用由防雷模块LGD01M组成的接地网，是机房内由于雷电感应而产生的浪涌电流能够迅速泄流入地。系统接地电阻不大于1Ω。
三、机房暖通
●机房空调
机房空调一种专供机房使用的高精度空调，因其不但可以控制机房温度，也可以同时控制湿度，因此也叫恒温恒湿空调机房专用空调机，另因其对温度、湿度控制的精度很高，也称机房精密空调。
◆机房精密空调功能
机房空调是针对机房高热负荷、低湿负荷，温湿度精度要求高等特点而设计的产品，具有精度高、可靠性好、显热比高、噪声低、适应性强、结构紧凑、检修方便等特点。
1多种选择，有风冷、水冷两种冷却方式，满足客户不同使用环境的需求。
2 模块式机房专用空调机用户可根据需要，选用单个模块或多个模块组合。模块之间可并排安装也可分开安装。各机组独立供电、供水，机组之间用信号线相连。
3人性化的微电脑控制系统，操作简单方便。高精度的PLC控制技术，多级能量调节，室内温湿度波动小，温度精度达±0.5℃，湿度精度±3%。
4压缩机全部采用高性能涡旋式压缩机，送风机选用低噪音高效率离心式风机，制冷系统配件皆来自国际知名品牌，性能稳定。
5单系统机组设置除湿电磁阀，除湿运行时可提高除湿效率以及节省再加热功耗。多系统具有多级能量调节功能，使之与负荷相适应，高效节能。
Liebert.PEX大型机房专用空调
●机房新风机
新风机是一种有效的空气净化设备，能够使室内空气产生循环，一方面把室内污浊的空气排出室外，另一方面把室外新鲜的空气经过杀菌，消毒、过滤等措施后，再输入到室内，让房间里每时每刻都是新鲜干净的空气，新风机运用新风对流专利技术，通过自主送风何引风，使室内空气实现对流，从而最大程度化的进行室内空气置换，新风机内置多功能净化系统保证进入室内的空气洁净健康
新风机的功能：
1．利用特殊设计的专用高压头、大流量鼓风机，实现机械通风换气，以纯物理方式提高室内空气品质，无二次污染，无衍生污染。
2．空气流量、流速符合健康住宅新规范要求，对人体无任何副作用和不适感。多种功能复合（即：除尘、杀菌、增氧、加热）于一体。由于没有管道连接，能有效防止室内污染空气中的病菌通过管道交叉感染。
3．应用独特的动、静平衡工艺技术，使机械运行噪声≤45dB,并可根据应用地域的气候地理环境，将灭毒、杀菌、加热、防尘、隔噪等多种功能组合成不同系列产
4．由于不用管道，免除管道安装维护工作量，系统造价省，成本低，节能环保，有效解决了大型管道新风系统造价高、安装繁、难清洗、难维护的不足。
5．造型小巧、美观，结构合理。根据不同的场合可提供壁挂式、吸顶式、柜式等多种机型。安装、维护方便，新风柔和，可广泛应用于家居、办公、公共场所。
●舒适型空调
舒适型空调是采用一台壁挂式冷暖型的空调，适用面积15-24m2，制冷量3500W，制热量3850W。
四、机房消防
消防系统是机房必不可少的一个保障。机房消防系统必须采用无腐蚀作用的气体自动灭火装置。气体灭火装置的灭火性能可靠,不损坏电子设备，暗布管方式安装，不影响机房整体效果。
机房气体消防系统设计原理
根据有关消防标准及规范，结合系统特点，气体自动灭火方案可采用全淹没单元独立灭火方式。
2）火灾探测器位置设计
1、在天花下安装两种不同灵敏度的感烟探测器，既在一个感烟探测器的单位探测面积内设置二只不同灵敏度的探测器。
2、天花上安装感烟探测器和感温探测器
3) 机房气体消防系统动作原理
系统具有自动、手动及机械应急启动三种控制方式。保护区均设二路独立探测回路，当第一路探测器发出火灾信号时，发出报警，指示火灾发生的部位，提醒工作人员注意：当第二路探测器亦发出火灾信号后，自动灭火控制器开始进入延时阶段（ 0~30S 可调），此阶段用于疏散人员（声光报警器动作）和联动设备的（关闭摇风空调，防火卷帘门等）。延时过后，向该保护区的电磁驱动器发出灭火指令，打开七氟丙烷气瓶，向灭火区进行灭火作业，同时报警控制器接受压力信号发生器的反馈信号，控制面板喷放指示灯亮，当报警控制器处于手动状态，报警控制器只发出报警信号，不输出动作信号，由火警值班人员确认火灾后，按下报警控制面板上的紧急启停按钮或保护区门口处的紧急启停按钮，即可启动系统喷放七氟丙烷灭火剂。
七氟丙烷气体灭火剂性能及灭火机理
七氟丙烷灭火剂是一种无色无味、低毒性、电绝缘性好，无二次污染的气体，对大气臭氧层的耗损潜能值（ ODP ）为零。其化学结构式为 CF3-CHF-CF3 。在一定压强下呈液态储存。在火灾中具有抑制燃烧过程基本化学反应的能力，其分解产物能够中断燃烧过程中化学连锁反应的链传递，因而灭火能力强、灭火速度快。
5）七氟丙烷灭火系统工作程序及原理
当防护区发生火灾时，灭火系统有三种启动方式：自动启动：此时感温探测器、感烟探测器发出火灾信号报警，经甄别后由报警和灭火控制装置发出声光报警，下达联动指令，关闭联锁设备，发出灭火指令，延迟 0-30 秒电磁阀动作，启动容器和分区选择阀，释放启动气体，开启各储气瓶容器阀，从而释放灭火剂，实施灭火。
手动启动：将灭火控制盘的控制方式选择键拨到 “ 手动 ” 位置。此时自动控制无从执行。操作灭火控制盘上的灭火手动按钮，仍将按上述即定程序实施灭火。一般情况，保护区门外设有手动控制盒。盒内设紧急启动按钮和紧急停止按钮。在延迟时间终了前可执行紧急停止。
应急启动：在灭火控制装置不能发出灭火指令时，可进行应急启动。此时，人为启动联动设备，拔下电磁启动器上的保险盖，压下电磁铁芯轴。释放启动气体，开启整个灭火系统，释放灭火剂，实施灭火。
6) 系统设备组成元件
整个系统主要有以下元件组成：气体灭火剂、报警灭火控制器、气体钢瓶、气体手动控制盒、气体喷放显示门灯、声光报警器，空调切断装置、照明切断装置、防火阀、光电感烟探测器、单相阀，电控头、高压无缝钢管、三通、直通等等。
7) 系统功能说明
一旦发生火灾险情，通过各个光电感应器采集信号传送至报警灭火控制器，首先在第一时间报警，然后在自动切断空调新风设备的供电盒照明的供电，启动气体灭火系统，对机房进行气体灭火，减少机房的损失。
8) 可扩充功能
可以通过增加钢瓶数量和气体灭火剂的重量实现气体消防系统控制机房面积的扩容，增加另外区域的气体灭火钢瓶的控制。
|